Materiais de Construção I - Concreto

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Materiais de Construção I – Notas de aula 
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ – UEM 
Departamento de Engenharia Civil – DEC 
Disciplina: 2546 – Materiais de Construção I 
Docente: Prof. Dr. José Luiz Miotto 
 
 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I 
 
As anotações constantes nestas Notas de Aula são compilações de parte das obras indicadas 
nas referências bibliográficas da disciplina. Por se tratarem se compilações, os textos originais 
devem ser sempre consultados e estudados. 
 
 
1. CONCRETO CONVENCIONAL 
 
 
1.1 Histórico 
O concreto é, depois da pedra, da argila e da madeira, um dos materiais de construção mais 
antigos que a humanidade conhece. Escavações arqueológicas, no Iraque, revelaram vestígios 
de uma construção de aproximadamente 4000 a.C. executada parcialmente em concreto. 
Facilitado pela capacidade hidráulica do cimento pozolânico, o concreto foi utilizado na 
construção dos muros de uma cidade romana no século IV a.C., situada a 64 km de Roma, e 
no século II a.C. este material começou a ser utilizado em edificações em Roma. Os romanos 
produziam um tipo de concreto com cinza vulcânica (pozolana natural) e cal que permitia a 
moldagem e a soldagem de peças formadas por grandes blocos de pedra. 
É interessante observar que a ideia de associar barras metálicas à pedra ou argamassa, com a 
finalidade de aumentar a resistência às solicitações de serviço, remonta ao tempo dos 
romanos. Durante a recuperação das ruínas das termas de Caracalla, em Roma, notou-se a 
existência de barras de bronze dentro da argamassa de pozolana, em pontos aonde o vão a 
vencer era maior do que o normal na época. 
Arquitetos medievais utilizaram pedras na maioria de suas construções. Para a fundação, 
construtores góticos usualmente preenchiam uma vala com pedregulhos e os compactavam 
para servir de base para a alvenaria, mas em alguns edifícios mais importantes, uma fundação 
melhor era feita com um resistente concreto constituído por pedregulhos e argamassa de cal. 
Muros inteiros eram feitos com pedras assentadas com argamassa, mas frequentemente as 
faces exteriores eram cuidadosamente confeccionadas com pedras de cantaria, utilizando 
argamassa e pedregulhos para preencher o interior do muro, similarmente como os romanos 
faziam. 
Pode-se afirmar que sua origem, em tempos mais recentes, remonta ao ano de 1756, quando 
John Smeaton utilizou pela primeira vez uma argamassa calcinada na construção do farol de 
Eddystone na Inglaterra. Sem conhecimento algum da complexa química dos cimentos, 
Smeaton determinou as características fundamentais do cimento hidráulico natural a partir de 
um dos primeiros estudos exaustivos de um material de construção. 
Desde os experimentos de Smeaton, pouco havia sido feito para o desenvolvimento de uma 
teoria que explicasse o comportamento e as propriedades físicas do cimento até que Vicat, em 
1818 na França, publica Recherches expérimentales sur les chaux de construction, le béton et 
les mortiers, que reúne seus estudos e conclusões sobre seus ensaios realizados sobre 
cimentos. Vicat investigou os fatores que poderiam resultar em uma argamassa capaz de 
endurecer em estado de imersão na água. Misturando cal, gesso e argilas de diferentes tipos e 
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em diferentes proporções, Vicat preparou pequenos blocos dos materiais testados. Vicat 
desenvolveu um método que é utilizado até hoje para determinar o tempo de pega e de 
endurecimento do cimento, baseado na penetração de uma agulha numa amostra de pasta de 
cimento fresco. 
Em 1824, Joseph Aspdin inventa o cimento Portland queimando calcário e argila finamente 
moídos e misturados, a altas temperaturas, até que o gás carbônico (CO2) fosse retirado. O 
material obtido era então moído. Aspdin denomina este cimento como cimento Portland em 
menção às jazidas de excelente pedra para construção existentes em Portland, Inglaterra. Com 
o advento do cimento Portland, o concreto assumiu um lugar de destaque entre os materiais de 
construção, graças à enorme versatilidade que oferecia comparativamente aos demais 
produtos, possibilitando a moldagem, com relativa facilidade, das mais diversas formas 
arquitetônicas. Surgiram, então, as primeiras especificações para concreto baseadas no estudo 
científico de seus elementos constitutivos e das suas propriedades físicas. 
Observa-se, na década de 1830, um desenvolvimento incipiente do uso do concreto, 
principalmente em fundações, estabelecendo-se o termo concreto para uma massa sólida em 
que cimento, areia, água e pedras são combinados. 
A primeira publicação sobre Cimento Armado (denominação do concreto armado até mais ou 
menos 1920) foi do francês Joseph Louis Lambot. Presume-se que em 1850 Lambot efetuou 
as primeiras experiências práticas do efeito da introdução de ferragens numa massa de 
concreto. Em 1954, Lambot já executava construções de "cimento armado" com diversas 
finalidades. 
Imerso em estudos sobre o concreto armado e motivado por problemas com a manutenção de 
canoas de madeira utilizadas para lazer em um pequeno lago existente em sua propriedade em 
Miraval, na França, Lambot tem a ideia de construir um barco de concreto. Nada mais lógico, 
pois o concreto é durável, requer pouca manutenção e resistente bem em meios aquáticos. 
Lambot empregou para a construção de sua canoa uma malha fina de barras finas de ferro (ou 
arame), entrelaçadas, entremeadas com barras mais grossas, usando essa malha fina ao 
mesmo tempo como gabarito para se obter o formato adequado do barco, para segurar a 
argamassa, dispensando a confecção de moldes e para evitar problemas com fissuras. 
Em 1855 Lambot expõe seu barco na Exposição Mundial de Paris e solicita a patente de seu 
projeto. No documento representativo do pedido de patente existe, além da placa que 
corresponde à armação do barco, também o desenho de algo parecido com um pilar de seção 
retangular com quatro barras longitudinais de ferro. O barco exposto media aproximadamente 4 
m de comprimento por 1,3 m de largura, com paredes de aproximadamente 4 cm de 
espessura. 
Apesar de ser considerado por muitos como o pai do concreto armado, os experimentos de 
Lambot não tiveram muita repercussão por si só, mas segundo alguns autores, serviram de 
inspiração para Joseph Monier difundir sua utilização. 
O conhecimento das propriedades e características do concreto de cimento Portland é, 
portanto, de fundamental importância para os profissionais de engenharia e de arquitetura, que 
devem saber utilizá-lo com segurança, garantindo um produto final de qualidade. 
 
1.2 Definição 
Concreto de Cimento Portland é o material resultante da mistura, em determinadas proporções, 
de um aglomerante – cimento Portland – com agregados miúdos (geralmente areia lavada), 
agregados graúdos (geralmente pedra britada) e água. Pode-se ainda, se necessário, usar 
aditivos. 
A água e o cimento, quando misturados, desenvolvem um processo denominado hidratação e 
formam uma pasta que adere as partículas dos agregados. Nas primeiras horas após o preparo 
é possível dar a essa mistura o formato desejado. Algumas horas depois ela endurece e, com o 
passar dos dias, adquire grande resistência mecânica, convertendo-se num material monolítico 
dotado das mesmas características de uma rocha. 
A resistência do concreto depende de três fatores básicos: 
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• resistência do agregado; 
• resistência da pasta; 
• resistência da ligação entre a pasta e o agregado. 
Entretanto, para conseguir-se um conjunto monolítico e resistente, é indispensável produzir 
corretamente o concreto. 
A produção do concreto consta de uma série de operações executadas e controladas de forma 
a obter-se, a partir dos materiais componentes, um concreto que depois de endurecido resista 
aos esforços derivadosdas mais diversas condições de carregamento a que possa ser 
submetido, bem como apresente características de durabilidade. 
As operações necessárias à obtenção de um concreto são: 
� dosagem ou quantificação dos materiais. 
� mistura dos materiais. 
� transporte até o local da obra. 
� lançamento, ou seja, colocação do concreto no seu local definitivo (normalmente em 
uma fôrma). 
� adensamento, que consiste em tornar a massa do concreto a mais densa possível, 
eliminando os vazios. 
� cura, ou seja, os cuidados a serem tomados a fim de evitar a perda de água pelo 
concreto nos primeiros dias de idade. 
A obtenção de um concreto de boa qualidade depende de todas essas operações. Se qualquer 
delas for mal executada, causará problemas ao concreto. Não há como compensar as falhas 
em uma das operações com cuidados especiais em outra. 
Quando o concreto é dosado de acordo com certos princípios básicos – que serão estudados 
posteriormente – apresenta, além da resistência, as vantagens de baixo custo, facilidade de 
execução e durabilidade. Para tanto é necessário, inicialmente, conhecer as características que 
o concreto endurecido deve possuir, para depois, a partir dos materiais disponíveis, obter o 
concreto pretendido, mediante o proporcionamento correto da mistura e o uso adequado dos 
processos de fabricação. O concreto fresco representa uma fase transitória, porém de enorme 
influência nas características do concreto endurecido. 
 
 
1.3 Aglomerantes 
Aglomerante é o material ativo, ligante, em geral pulverulento, cuja principal função é formar 
uma pasta que promove a união entre os grãos do agregado. São utilizados na obtenção das 
argamassas e concretos, na forma da própria pasta e também na confecção de natas. Asfaltos 
e emulsões asfálticas também podem ser considerados como aglomerantes. 
As pastas são misturas de aglomerante com água. São pouco usadas devido aos efeitos 
secundários causados pela retração. Podem ser utilizadas nos rejuntamentos de azulejos e 
ladrilhos. Por outro lado, as natas são pastas preparadas com excesso de água. As natas de 
cal são utilizadas em pintura e as de cimento são usadas sobre argamassas para obtenção de 
superfícies lisas. 
 
1.3.1 Classificação dos aglomerantes 
Os aglomerantes podem ser classificados, quanto ao seu princípio ativo, em: 
• aéreos: são os aglomerantes que endurecem pela ação química do CO2 presente no ar, 
como por exemplo a cal aérea. 
• hidráulicos: são os aglomerantes que endurecem pela ação exclusiva da água, como 
por exemplo a cal hidráulica, o cimento Portland, etc. Este fenômeno recebe o nome 
de hidratação. 
• poliméricos: são os aglomerantes que têm reação devido a polimerização de uma 
matriz. 
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1.3.2 Conceito de pega 
Pega é a perda de fluidez da pasta. Ao se adicionar, por exemplo, água a um aglomerante 
hidráulico, depois de certo tempo, começam a ocorrer reações químicas de hidratação, que 
dão origem à formação de compostos, que aos poucos, vão fazendo com que a pasta perca 
sua fluidez, até que deixe de ser deformável para pequenas cargas e se torne rígida. 
Início de pega de um aglomerante hidráulico é o período inicial de solidificação da pasta. É 
contado a partir do lançamento da água no aglomerante, até ao início das reações químicas 
com os compostos do aglomerante. Esse fenômeno é caracterizado pelo aumento brusco da 
viscosidade e pela elevação da temperatura da pasta. 
Fim de pega de um aglomerante hidráulico é quando a pasta se solidifica completamente, não 
significando, entretanto, que ela tenha adquirido toda sua resistência, o que só será 
conseguido após anos. 
A determinação dos tempos de início de e de fim de pega do aglomerante são importantes, 
pois através deles pode-se ter ideia do tempo disponível para trabalhar, transportar, lançar e 
adensar argamassas e concretos, regá-los para execução da cura, bem como transitar sobre a 
peça. 
Com relação ao tempo de início de pega os cimentos brasileiros se classificam em: 
• cimentos de pega normal tempo > 60 minutos 
• cimentos de pega semi-rápida 30 minutos < tempo < 60 minutos 
• cimentos de pega rápida tempo < 30 minutos 
 
No caso dos cimentos de pega normal, o fim da pega se dá, de cinco a dez horas depois do 
lançamento da água ao aglomerante. Nos cimentos de pega rápida, o fim da pega se verifica 
poucos minutos após o seu início. 
 
1.3.3 Cal 
É o produto obtido pela calcinação de rochas calcárias a temperaturas elevadas. Existem três 
tipos de cales: cal aérea (cal virgem e cal hidratada) e a cal hidráulica. 
 
1.3.3.1 Cal Virgem 
É o aglomerante resultante da calcinação de rochas calcárias (CaCO3) numa temperatura 
inferior à de fusão do material (850 a 900 oC). Além das rochas calcárias, a cal também é 
obtida de resíduos de ossos e conchas de animais. 
O fenômeno ocorrido na calcinação do calcário é o seguinte: 
CaCO3 + calor (900 oC) → CaO + CO2 
 carbonato de cálcio + calor → cal virgem + gás carbônico 
 
O produto que se obtém com a calcinação do carbonato de cálcio recebe o nome de cal 
virgem, ou cal viva (CaO), que ainda não é o aglomerante usado em construção. O óxido deve 
ser hidratado para virar hidróxido de cálcio Ca(OH)2 denominado de cal extinta ou cal 
queimada. 
CaO + H2O → Ca(OH)2 + calor 
 cal virgem + água → Cal extinta + calor 
 
O processo de hidratação da cal virgem geralmente é executado no canteiro de obras. As 
pedras resultantes da calcinação são moídas e o pó resultante é ensacado e colocado à venda. 
O fenômeno de transformação de cal virgem em cal extinta é exotérmico, isto é, se dá com 
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grande desprendimento de calor (250 cal/g, podendo em alguns casos a temperatura atingir 
400 oC), o que torna o processo altamente perigoso. 
Após a hidratação da cal virgem, o material deverá descansar por 48 horas no mínimo, antes 
de ser utilizado na obra. 
As argamassas de cal, inicialmente, têm consistência plástica, mas endurecem por 
recombinação do hidróxido com o gás carbônico, presente na atmosfera (daí o nome cal 
aérea), voltando ao seu estado inicial de carbonato de cálcio. 
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O 
 cal extinta + gás carbônico → Carbonato de cálcio + água 
 
1.3.3.2 Cal Hidratada 
Cal hidratada é um produto manufaturado que sofreu, em usina, o processo de hidratação. É 
apresentada como um produto seco, na forma de um pó branco de elevada finura. A cal é 
encontrada no mercado em sacos de 20 kg. 
A cal hidratada oferece sobre a cal virgem algumas vantagens, entre elas: 
• maior facilidade de manuseio, por ser um produto pronto, eliminando do canteiro de 
obras a operação de extinção. 
• não está sujeita aos riscos provocados pela hidratação espontânea da cal virgem. 
• maior facilidade de transporte e armazenamento. 
 
1.3.3.3 Cal Hidráulica 
Este tipo de cal é um aglomerante hidráulico, ou seja, endurece pela ação da água, e foi muito 
utilizado nas construções mais antigas, sendo posteriormente, substituído pelo cimento 
Portland. 
O nome cal hidráulica é aplicado a uma família de aglomerantes de composição variada, 
obtidos pela calcinação de rochas calcárias que, natural ou artificialmente, contenham uma 
porção apreciável de materiais argilosos. A cal hidráulica é fabricada por processos 
semelhantes ao da fabricação da cal comum. 
Apesar de seu nome, a cal hidráulica não é um produto apropriado para construções sob a 
água. Sua pega é muito lenta, o que a torna mais adequada a emprego de menor 
responsabilidade. 
 
1.3.3.4 Aplicações da cal 
A cal pode ser utilizada como único aglomerante em argamassas para assentamento de tijolos 
ou revestimento de alvenarias ou em misturaspara a obtenção de blocos de solo/cal, blocos 
sílico/calcário e cimentos alternativos. 
Durante muito tempo a cal foi largamente empregada em alvenarias, que vêm atravessando 
muitos séculos de vida útil. Atualmente o maior emprego da cal se dá em argamassas, 
misturada ao cimento Portland. 
Por causa da elevada finura de seus grãos (2 µm de diâmetro), e consequente capacidade de 
proporcionar fluidez, coesão (menor suscetibilidade à fissuração) e retenção de água, a cal 
melhora a qualidade das argamassas. A cal confere uma maior plasticidade às pastas e 
argamassas, permitindo que elas tenham maiores deformações, sem fissuração, do que teriam 
com cimento Portland somente. As argamassas de cimento, contendo cal, retêm mais água de 
amassamento e assim permitem uma melhor aderência. 
A cal também é muito utilizada em pinturas, dissolvida em água na proporção de mais ou 
menos 1,3 gramas por litro de água. A esta solução chama-se nata de cal e sua utilização é 
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conhecida como caiação. As tintas de cal, além do efeito estético, têm, também, efeito 
asséptico, devido a sua alta alcalinidade (PH alto). 
 
1.3.4 Gesso 
Dos aglomerantes utilizados na construção civil, o gesso é o menos utilizado no Brasil. No 
entanto, ele apresenta características e propriedades bastante interessantes, dentre as quais, 
pode-se citar o endurecimento rápido, que permite a produção de componentes sem 
tratamento de aceleração de endurecimento. A plasticidade da pasta fresca e a lisura da 
superfície endurecida são outras propriedades importantes. 
O gesso é um aglomerante de pega rápida, obtido pela desidratação total ou parcial da gipsita, 
seguido de moagem e seleção em frações granulométricas em conformidade com sua 
utilização. A gipsita é constituída de sulfato de cálcio mais ou menos impuro, hidratado com 
duas moléculas de água. As rochas são extraídas das jazidas, britadas, trituradas e queimadas 
em fornos. 
CaSO4 + 2H2O 
De acordo com a temperatura do forno, o sulfato de cálcio bi-hidratado se transforma em três 
diferentes substâncias: 
1ª Fase – gesso rápido ou gesso estuque 
CaSO4 . 2H2O + calor de 150 oC → (CaSO4. ½H2O) + 1.½ H2O 
 
2ª Fase – gesso anidro solúvel 
CaSO4 . ½H2O + 150 oC < calor < 300 oC → CaSO4 . εH2O + δH2O 
 
3ª Fase – gesso anidro insolúvel 
(CaSO4 . ½H2O) + calor > 300 oC → CaSO4 
 
O gesso é um aglomerante de baixo consumo energético. Enquanto a temperatura para 
processamento do cimento Portland é da ordem de 1450 oC, a da cal entre 800 e 1000 oC, a do 
gesso não ultrapassa 300 oC. 
As propriedades aglomerantes do gesso devem-se à hidratação do sulfato de cálcio semi-
hidratado e do sulfato de cálcio solúvel que reconstituem o sulfato de cálcio bi-hidratado. 
A velocidade de endurecimento das massas de gesso depende dos seguintes fatores: 
• temperatura e tempo de calcinação; 
• finura; 
• quantidade de água de amassamento; 
• presença de impurezas ou aditivos. 
As pastas de gesso, depois de endurecidas, atingem resistência à tração entre 0,7 a 3,5 MPa e 
à compressão entre 5 e 15 MPa. 
As pastas e argamassas de gesso aderem muito bem ao tijolo, pedra e ferro, mas aderem mal 
às superfícies de madeira. A aderência ferro-gesso apresenta instabilidade, o que permite a 
corrosão do metal. Assim, não se pode fazer gesso armado como se faz concreto armado. 
Todavia, a estabilidade é alcançada quando se faz a armadura com ferro galvanizado. 
O gesso não se presta para aplicações exteriores por se deteriorar em consequência da 
solubilização na água. 
 
 
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1.3.4.1 Aplicações do gesso 
Devido à sua principal característica – rápido endurecimento – o gesso presta-se à moldagem. 
Dentre as suas principais aplicações destacam-se: 
• material de revestimento (estuque); 
• placas para rebaixamento de teto (forro); 
• painéis para divisórias (drywall); 
• elementos de ornamentação, como: sancas, roda tetos, etc. 
 
1.3.5 Cimento Portland 
Cimento Portland é a denominação técnica do material usualmente conhecido na construção 
civil como cimento. O cimento Portland foi criado e patenteado em 1824, por um construtor 
inglês, chamado Joseph Aspdin. Naquela época, era moda na Inglaterra construir com uma 
pedra, de cor acinzentada, originária da ilha de Portland, situada ao sul do país. Como o 
resultado da invenção de Aspdin se assemelhava, na cor e na dureza à pedra de Portland, foi 
patenteada com o nome de cimento Portland. 
O cimento é um pó fino com propriedades aglutinantes, que endurece sob a ação da água, 
sendo, portanto, um aglomerante hidráulico. Depois de endurecido, mesmo sob a ação da 
água, não se decompõe mais. 
O cimento é hoje, sem dúvida, o mais importante dos aglomerantes, sendo de fundamental 
importância o conhecimento de suas propriedades, para poder aproveitá-las da melhor forma 
possível. 
 
1.3.5.1 Composição do cimento Portland 
O cimento Portland é composto de clínquer, com adições de substâncias que contribuem para 
suas propriedades ou facilitam o seu emprego. Na realidade, são as adições que definem os 
diferentes tipos de cimento. 
O clínquer tem como matérias-primas o calcário e a argila. A rocha calcária é primeiramente 
britada, depois moída e em seguida misturada, em proporções adequadas, com argila, também 
moída. Essa mistura atravessa um forno giratório, cuja temperatura interna chega a alcançar 
1450 oC, atingindo uma fusão incipiente. Esse calor é que transforma a mistura no clínquer, 
que se apresenta primeiramente na forma de pelotas. Na saída do forno, o clínquer ainda 
incandescente é bruscamente resfriado e finamente moído, transformando-se em pó. Na Figura 
1 é apresentado o esquema de fabricação do cimento Portland. 
No clínquer em pó está a essência do cimento, pois é ele quem tem a característica de 
desenvolver uma reação química, na presença da água, cujas consequências físicas, são, 
primeiramente, tornar-se pastoso, portanto moldável e, em seguida endurecer, adquirindo 
elevada resistência e durabilidade. 
 
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Figura 1 – Fabricação do cimento Portland. Fonte: ABCP 
 
Detalhando um pouco, pode-se dizer que a mistura moída de calcário e argila ao atingir a fusão 
incipiente (±30% de fase líquida), apresenta reações entre o carbonato de cálcio (CaCO3), 
presente no calcário e os diversos óxidos (SiO2, Al2O3, Fe2O3, etc.) presentes na argila, 
formando silicatos e aluminatos, que apresentam reações de hidratação, podendo, então, o 
material resultante apresentar resistência mecânica. 
Os principais silicatos formados na calcinação do calcário e da argila são: 
• silicato bicálcico 2CaO.SiO2 (C2S) 
• silicato tricálcico 3CaO.SiO2 (C3S) 
• aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 (C3A) 
• ferro aluminato tetracálcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF) 
 
A mistura de cimento e água forma uma solução alcalina de PH entre 11 e 13, na qual os 
silicatos se solubilizam, saturando a solução e se depositando, na forma de hidratados 
insolúveis que formam cristais que se entrelaçam, tomando a mistura a forma de um sólido. Os 
teores médios dos componentes dos cimentos brasileiros são dados na Tabela 1. 
Tabela 1 – Teores médios dos componentes dos cimentos brasileiros 
 
A Figura 2 mostra o comportamento mecânico dos componentes hidratáveis do cimento. Nesta 
figura, as siglas representam: 
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 C4AF – ferro aluminato tetracálcico C3A – aluminato tricálcico 
 C2S – silicato bicálcico C3S – silicato tricálcico 
 
Figura 2 – Comportamento mecânico dos compostos de cimento. Fonte: Petrucci (1979) 
 
Podem ser ressaltadas as contribuições dos componentes do cimento: 
a) o silicato tricálcico (C3S) é o maior responsável pela resistência emtodas as idades, 
especialmente no primeiro mês de vida; 
b) o silicato bicálcico (C2S) é o maior responsável pelo ganho de resistência em idades 
mais avançadas, principalmente, após um ano de idade; 
c) o aluminato tricálcico (C3A) contribui para ganhos de resistência especialmente no 
primeiro dia; 
d) o ferro aluminato tetracálcico (C4AF) pouco contribui para a resistência do cimento; e 
e) o silicato tricálcico (C3S) e o aluminato tricálcico (C3A) muito contribuem para a liberação 
do calor de hidratação do cimento, devido ao grande ganho de resistência que 
apresentam no 1º dia. 
As adições são as outras matérias-primas, que misturadas ao clínquer na fase de moagem, 
fazem com que se obtenham os diversos tipos de cimento Portland disponíveis no mercado. As 
principais matérias-primas adicionadas ao clínquer são: o gesso, as escórias de alto-forno, os 
materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos. 
As contribuições de cada uma dessas adições, às propriedades finais do cimento, podem ser 
resumidas da seguinte forma: 
• gesso: tem como função básica regular o tempo de pega do cimento; 
• escória de alto-forno: é o subproduto obtido durante a produção de ferro-gusa nas 
indústrias siderúrgicas, resultante do processo de fusão do minério de ferro, com cal e 
carvão. A escória se separa do ferro gusa por diferença de densidade. Quimicamente, 
é composta de uma série de silicatos que ao serem adicionados ao clínquer do 
cimento, são capazes de sofrer reações de hidratação e posterior endurecimento. A 
adição de escória contribui para a melhoria de algumas propriedades do cimento, 
como, por exemplo, a durabilidade e a resistência a agentes químicos; 
• materiais pozolânicos: são rochas vulcânicas ou matérias orgânicas fossilizadas 
encontradas na natureza, certos tipos de argilas queimadas em elevadas temperaturas 
e derivados da queima de carvão mineral nas usinas termelétricas, entre outros. Esses 
materiais também apresentam propriedades ligantes, se bem que de forma potencial 
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(para que passem a desenvolver a propriedade de ligante não basta a água, é 
necessária a presença de mais outro material, por exemplo o clínquer). O cimento com 
adição desses materiais apresenta a vantagem de conferir maior impermeabilidade às 
misturas com ele produzidas; 
• materiais carbonáticos: são minerais moídos e calcinados. Contribui para tornar a 
mistura mais trabalhável, servindo como um lubrificante entre as partículas dos demais 
componentes do cimento. 
 
1.3.5.2 Principais tipos de cimento Portland 
Existem vários tipos de cimento Portland, cuja diferença é feita basicamente em função das 
adições das matérias-primas, vistas anteriormente, que entram na composição final do 
cimento. Conforme essas adições, as características e propriedades dos cimentos variam, 
influenciando seu uso e aplicação. 
A designação dos cimentos é feita de acordo com o teor de seus componentes (% em massa). 
As últimas revisões das especificações brasileiras, realizadas pela ABNT, modificaram algumas 
das designações dos cimentos Portland fabricados no Brasil. 
Além de existirem vários tipos de cimento, existem, também, diferentes classes de cimento. A 
classe do cimento define a resistência à compressão que o cimento tem que atingir aos 28 
dias. 
Os principais tipos de cimento Portland oferecidos no mercado são a seguir apresentados, em 
que se utilizam siglas para a designação (códigos adotados para identificação, inclusive na 
sacaria): 
� CIMENTO PORTLAND COMUM 
 CP I – Cimento Portland Comum 
 CP I-S – Cimento Portland Comum com Adição 
 
� CIMENTO PORTLAND COMPOSTO 
 CP II-E – Cimento Portland Composto com Escória 
 CP II-Z – Cimento Portland Composto com Pozolana 
 CP II-F – Cimento Portland Composto com Fíler 
 
� CIMENTO PORTLAND DE ALTO-FORNO 
 CP III 
 
� CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO 
 CP IV 
 
� CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL 
 CP V - ARI 
 
� CIMENTO PORTLAND RESISTENTE À SULFATOS 
 São designados pela sigla original de seu tipo, acrescida de RS. 
 Por exemplo: CP V - ARI RS 
 
� CIMENTO PORTLAND BRANCO 
 CPB – Cimento Portland Branco (Estrutural e Não Estrutural) 
 
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1.3.5.3 Classes de Cimento Portland 
A classe dos cimentos define a sua resistência mecânica aos 28 dias e, tal como os tipos de 
cimento, também é expressa de forma abreviada, ou seja, em código. 
A resistência mecânica dos cimentos é determinada pela resistência à compressão 
apresentada por corpos-de-prova produzidos com Argamassa Normal1. A forma dos corpos-de-
prova, suas dimensões, características, dosagem da argamassa e os métodos de ensaios são 
definidos pela NBR 7215. 
Até o ano de 1986, a unidade em que se media a resistência do corpo-de-prova padronizado 
era o quilograma-força por centímetro quadrado. A partir do ano de 1987, a resistência à 
compressão dos cimentos brasileiros passou a ser expressa em MegaPascal. Essa unidade é 
abreviada como MPa e como 1 MPa é exatamente igual a 10,197 kgf/cm2, essa relação é 
arredondada para 1 MPa = 10 kgf/cm2. 
No Brasil existem três classes de cimento e a Tabela 2 mostra como elas são identificadas. 
 
Tabela 2 – Classes de cimento Portland 
Resistência à compressão aos 28 dias Código de identificação da classe 
25 MPa 25 
32 MPa 32 
40 MPa 40 
 
Nem todos os tipos de cimento Portland são oferecidos nas três classes. A oferta de cimento 
segundo o tipo e a classe é apresentada na Tabela 3. A classe de cimento mais usual é a CP-
32, estando a CP-25 praticamente fora de comercialização. 
 
Tabela 3 – Oferta de cimento Portland, segundo a classe e a resistência à compressão 
 
 
1.3.5.4 Teores dos componentes e propriedades 
Os teores dos componentes do cimento são apresentados pelo percentual em massa. São 
também ressaltadas as principais propriedades de cada tipo de cimento em função de sua 
 
1
 Argamassa normal é a mistura de cimento, areia normal e água. Areia Normal é a areia fornecida pelo Instituto de 
Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT) e deve satisfazer a norma NBR 7214. 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
12
composição. O cimento Portland comum é aquele constituído basicamente de clínquer, gesso e 
nenhuma ou muito pequenas quantidades de materiais carbonáticos e adições de escória de 
alto forno ou materiais pozolânicos. 
 
CIMENTO PORTLAND COMUM (EB 1/NBR 5732) 
 
 
Quando a quantidade de adição está em torno de 10% a Norma Brasileira classifica como 
cimento Portland composto, com os três subtipos abaixo apresentados. 
 
CIMENTO PORTLAND COMPOSTO (EB 2138/NBR 5732) 
 
 
O cimento Portland de alto-forno se caracteriza por conter quantidades maiores de adição de 
escória de alto-forno. A escória, da forma como é obtida, também possui a propriedade 
potencial de ligante hidráulico, ou seja, em presença de água e meio alcalino, desenvolve uma 
reação química que a torna primeiro pastosa e depois endurecida. 
 
CIMENTO PORTLAND DE ALTO-FORNO (EB208/NBR 5735) 
 
 
Mas, a reação química da escória de alto-forno em presença de água apresenta pequenas 
diferenças em relação à desenvolvida pelo clínquer em pó com essa mesma água. De um lado, 
a reação química da escória de alto-forno com a água se processa em velocidade um pouco 
menor do que a do clínquer moído. Em consequência disso, o cimento de alto-forno leva mais 
tempo para endurecer. Mas, em compensação, esse tempo a mais permite que os grãos e 
partículas que o compõem se liguem melhor entre si, reduzindo, também, os espaços vazios ou 
poros entre eles, fato que proporciona uma maior durabilidade e, principalmente, um ganho 
significativo de resistência emidades mais avançadas. 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
13
Por outro lado, o cimento de alto-forno produz menos calor durante a hidratação. Este fato, em 
geral, beneficia as argamassas e os concretos confeccionados com esse tipo de cimento. O 
cimento Portland pozolânico se caracteriza por conter uma quantidade maior de adição de 
materiais pozolânicos. 
 
 
CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO (EB 758/NBR 5736) 
 
 
 
Os materiais pozolânicos, como as escórias de alto-forno, apresentam propriedade potencial 
de atuar como ligante hidráulico. A reação dos materiais pozolânicos com a água só vai 
acontecer quando houver, também, a presença de clínquer em pó. Na realidade, a reação dos 
materiais pozolânicos só começa depois que a reação entre o clínquer moído e a água já 
estiver iniciada. Mas, em compensação, uma vez iniciada, ela se processa em velocidade 
superior à do cimento de alto-forno (CP III), embora ainda um pouco menor que a do cimento 
Portland comum, de modo que continua havendo mais tempo para que as partículas e grãos 
que compõem o cimento pozolânico se liguem de forma mais íntima, através de um número 
maior de pontos de contato, reduzindo, assim, os espaços vazios ou poros entre eles, com o 
consequente aumento de durabilidade. 
Por outro lado, como a velocidade da reação do cimento pozolânico com a água é mais lenta, 
também é menor o efeito do calor gerado nessa reação, sobre as argamassas e concretos. 
O cimento Portland de alta resistência inicial não é propriamente um tipo de cimento que se 
diferencia dos demais pelas matérias-primas que são adicionadas ao seu clínquer moído com 
gesso. Trata-se, na realidade, de um tipo particular de cimento Portland comum, cuja principal 
diferença em relação aos demais tipos é atingir altas resistências nos primeiros dias. O que faz 
o cimento de alta resistência inicial desenvolver essas altas resistências nos primeiros dias é a 
utilização de uma dosagem diferenciada de calcário e argila na produção do clínquer, bem 
como a sua moagem mais fina, de modo que esse cimento, ao reagir com a água, adquira 
elevadas resistências, com velocidade muito maior. 
 
CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL (EB 2/NBR 5733) 
 
 
 
CIMENTO PORTLAND RESISTENTE A SULFATOS (EB 903/NBR 5737) 
São considerados cimentos resistentes a sulfatos: 
a) os que tiverem teores de C3A do clínquer e de adições carbonáticas iguais ou inferiores a 
8% e 5% (em massa do aglomerante total), respectivamente; 
b) os que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa duração ou de obras que 
comprovem resistência a sulfatos; 
c) os Portland de alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de escória granulada e os 
Portland pozolânicos com 25% a 40% de material pozolânico. 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
14
Nos dois primeiros casos o cimento deve atender, ainda, a uma das normas NBR 5732, 5733, 
5735, 5736 e 11578. Se cimento Portland de alta resistência inicial (NBR 5733), admite-se a 
adição de escória granulada de alto-forno ou de materiais pozolânicos, para os fins específicos 
da NBR 5737. 
O cimento Portland branco é um tipo de cimento que se diferencia dos demais tipos pela 
coloração. Trata-se de um cimento composto basicamente de clínquer e gesso, sendo que no 
processo de fabricação do seu clínquer é eliminado o ferro contido na argila, já que é esse 
mineral o responsável pela coloração cinza dos demais tipos de cimento Portland. 
 
CIMENTO PORTLAND BRANCO (PN 18:101.01-008) 
 
 
No Brasil, o cimento Portland branco é oferecido no mercado em duas versões: uma para uso 
em argamassa e pastas – o cimento branco não-estrutural – e outra que pode ser empregada 
para fazer concretos, denominada de cimento branco estrutural. 
O cimento branco estrutural, além de atender a uma possível estética de projeto, também, faz 
com que a superfície reflita os raios solares, transmitindo menos calor para o interior da 
construção. 
 
1.3.5.5 Influências dos tipos de cimento nas argamassas e concretos 
A Tabela 4 apresenta de que forma os diversos tipos de cimento agem sobre as argamassas e 
concretos de função estrutural com eles fabricados. 
As influências assinaladas na Tabela 4 são relativas, podendo-se ampliar ou reduzir o seu 
efeito sobre as argamassas e concretos através do aumento e diminuição da quantidade de 
seus componentes, sobretudo a água e o cimento. As características dos demais componentes 
também podem alterar a dimensão dessas influências. Pode-se, ainda, usar aditivos químicos 
para reduzir certas influências ou aumentar o efeito de outras, quando desejado. 
Tudo isso leva à conclusão de que é necessário estudar a dosagem ideal dos componentes 
das argamassas e concretos a partir do tipo de cimento escolhido, conforme será mostrado 
adiante. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
15
Tabela 4 – Influência dos tipos de cimento nas argamassas e concretos. Fonte: ABCP 
 
 
1.3.5.6 Embalagem e armazenamento 
O cimento Portland é embalado em sacos de papel kraft, geralmente com 50 kg. No caso de 
grandes obras, e dispondo-se de silos para armazenamento, pode ser fornecido a granel. 
Quando fornecido em sacos, as embalagens são de marcação padronizada, contendo a marca, 
o fabricante, o tipo e a classe do material. 
Considerando que o cimento é um produto perecível, alguns cuidados são necessários para o 
armazenamento do cimento na obra, tais como: 
• abrigar da umidade – o cimento não deve, antes de ser usado, entrar em contato com a 
água ou com a umidade, pois caso isto aconteça, empedrará. Deve-se reservar um 
local para construção de um barracão coberto, com estrados de madeira para isolar o 
contato dos sacos com o solo; 
• não formar grandes pilhas – a pressão dos sacos superiores sobre os inferiores 
diminuem o módulo de finura do cimento. Recomenda-se não fazer pilhas com mais 
de 10 sacos. 
• não estocar por muito tempo – o cimento deve ser estocado por um período máximo de 
um mês, mesmo assim tomando-se as precauções acima. 
 
 
1.4 Agregados 
Entende-se por “inerte” ou “agregado” aqueles materiais naturais ou artificiais (industrializados) 
que constituem o esqueleto do concreto e que têm sua união efetuada pela pasta de cimento. 
É material granular, sem forma nem volume definidos, de atividade química praticamente nula, 
obtido por fragmentação natural ou artificial. 
O agregado não participa da reação de endurecimento do cimento, porém é de grande 
importância, já que representa 80% do peso do concreto. 
São agregados: as rochas britadas, os fragmentos rolados no leito dos rios e os materiais 
encontrados em jazidas, provenientes de alterações de rocha. 
O agregado é obtido através da associação de materiais miúdos e graúdos. Deve ser feita uma 
mistura de agregados de tal forma que o agregado tenha graduação, isto é, grãos de diferentes 
tamanhos, do mais miúdo ao mais graúdo, formando uma verdadeira escala de tamanhos. 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
16
Devem-se empregar agregados bem graduados, pois quanto mais perfeita for a graduação, 
menor será o volume de vazios e mais econômico será o concreto (ou argamassa). 
Os agregados exercem uma influência benéfica sobre algumas características do concreto: 
retração da pasta de cimento, aumento da resistência aos esforços mecânicos e ao desgaste, 
melhor trabalhabilidade e aumento da resistência ao fogo. 
 
1.4.1 Classificação dos agregados 
Os agregados classificam-se segundo a origem, massa específica aparente e dimensões das 
partículas. 
 
A – Quanto à ORIGEM 
Segundo a origem, os agregados classificam-se em naturais e artificiais (industrializados). Os 
naturais são encontrados na natureza na forma que serão utilizados: as areias – obtidas em 
jazidas (barranco) ou extraídasdo leito dos cursos d’água – e os pedregulhos ou seixos 
rolados. Artificiais são aqueles que necessitam de beneficiamento com o objetivo de atingir 
propriedade específica (granulometria, por exemplo). Podem ser citados como agregados 
artificiais as pedras britadas, pó de pedra (areia artificial), vermiculita, argila expandida, escória 
de alto forno, etc. 
Os agregados mais usados para fabricação de concreto e argamassa são as areias naturais 
quartzosas, principalmente a areia lavada proveniente de portos de areia (areais), e a pedra 
britada proveniente de pedreiras. O seixo rolado, a argila expandida e o pó de pedra (areia 
artificial) apresentam propriedades mecânicas que permitem sua utilização como agregados de 
concreto estrutural. No entanto, outros agregados citados não podem ser usados em função 
estrutural, mas conferem características especiais aos concretos e argamassas, como por 
exemplo, a vermiculita que confere leveza e baixa condutibilidade térmica ao material. 
Merece comentário especial a utilização crescente de finos de britagem no concreto estrutural, 
face ao crescimento do consumo de areia natural, às restrições ambientais, à exaustão de 
reservas próximas aos grandes centros consumidores e ao incremento dos custos de 
transportes. O resíduo fino oriundo de pedreiras, chamado pó de pedra, apresenta uma 
granulometria que compromete o custo, a trabalhabilidade e a resistência do concreto, devido à 
necessidade de grande adição de água à mistura. Pesquisas estão sendo feitas com o objetivo 
de reduzir a quantidade de material pulverulento, resultando no desenvolvimento de sistemas 
de lavagem e classificação que permitam o aparecimento da “areia brita”. 
A areia brita apresenta conteúdo de material pulverulento menor que o encontrado no pó de 
pedra e granulometria média estável e, desde que misturado às areias naturais, mostra 
desempenho interessante quanto ao consumo de cimento. A razão da necessidade da adição 
de areia natural à mistura deve-se à forma angulosa da areia artificial produzida, o que dificulta 
a trabalhabilidade do concreto empregado. O uso de areia artificial com adição de areia natural 
é hoje técnica bastante difundida entre as empresas concreteiras. 
Várias são as rochas aptas a serem exploradas para a produção de agregados 
industrializados, dentre as quais se destacam: granito, basalto, gnaisse, calcário e arenito. São 
também agregados industrializados: a escória de alto-forno, a hematita e a barita. 
 
B – Quanto à MASSA ESPECÍFICA APARENTE 
Segundo a massa específica aparente, os agregados são classificados em leves, médios e 
pesados. A Tabela 5 ilustra alguns exemplos de agregados agrupados conforme suas 
densidades. 
Como cerca de 70 a 80% do volume do concreto é constituído pelos agregados, esta 
propriedade permite que sejam fabricados concretos com diversas aplicações, conforme sua 
massa específica seja maior ou menor. O concreto normal de uso estrutural, confeccionado 
com areia lavada quartzoza e brita de granito, possui massa específica da ordem de 2.200 a 
2.500 kg/m3, conforme se trate de concreto simples ou concreto armado. O concreto e a 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
17
argamassa leve, com massa específica inferior a 2.000 kg/m3, normalmente, não têm aplicação 
estrutural, sendo usado, no entanto, para redução de cargas permanentes e isolamento térmico 
e acústico. Os concretos pesados são usados em condições especiais, possuindo massa 
específica superior a 2.500 kg/m3, em estruturas que necessitam de alto grau de isolamento 
tais como: edifícios de contenção de reator nuclear e escudo biológico. 
 
Tabela 5 – Densidades aparentes médias. Fonte: Falcão Bauer (2005) 
Leves Médios Pesados 
Vermiculita – 0,3 Calcário – 1,4 Barita – 2,9 
Argila expandida – 0,8 Arenito – 1,45 Hematita – 3,2 
Escória granulada – 1,0 Cascalho – 1,6 Magnetita – 3,3 
 
Granito – 1,5 
 
 
Areia – 1,5* 
 
 
Basalto – 1,5 
 
 
Escória – 1,7 
 
 (*) densidade aparente média da areia seca ao ar 
 
C – Quanto às DIMENSÕES DAS PARTÍCULAS 
Segundo as dimensões das partículas, os agregados podem ser divididos em miúdos e 
graúdos. O agregado é chamado graúdo quando pelo menos 95% de sua massa fica retida na 
peneira de malha 4,8 mm e passa na peneira de malha quadrada com abertura nominal de 152 
mm. A Tabela 6 indica a classificação dos agregados graúdos quanto à dimensão. 
Os agregados devem possuir partículas duras, ásperas, duráveis e isentas de materiais 
estranhos que possam interferir na reação de endurecimento do cimento. 
 
Tabela 6 – Classificação do agregado graúdo quanto à dimensão 
 
A escolha da dimensão do agregado graúdo é função da dimensão da peça a ser concretada 
(geometria da estrutura), bem como da densidade de armadura da seção transversal. Deve-se 
usar o maior tamanho possível do agregado, obedecendo às limitações seguintes: 
• menor que 1/4 da menor dimensão da peça em planta; 
• menor que 1/3 da espessura, para lajes; 
• menor que 1,2 x (espaçamento vertical entre as armaduras); 
• menor que 0,8 x (espaçamento horizontal entre as armaduras); 
• menor que 1/3 do diâmetro da tubulação (para concreto bombeado). 
 
Na Figura 3 são apresentadas amostras de pedra britada de rocha granítica, com 
granulometria variando de brita 0 a brita 3. 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
18
 
 
Figura 3 – Agregado graúdo (pedra granítica britada) 
 
Agregado miúdo é aquele que passa na peneira nº 4 (malha quadrada com abertura de 4,8 mm 
de lado) e fica retido na peneira nº 200 (malha de 0,075 mm). A Tabela 7 apresenta a 
classificação dos agregados miúdos conforme apresentado na NBR 7211 (ABNT, 1982), 
enquanto, na Figura 4, são mostrados exemplos de areias de granulometria grossa e média. 
 
Tabela 7 – Classificação do agregado miúdo quanto à dimensão 
 
 
 Areia grossa Areia média 
 
Figura 4 – Agregado miúdo (areia quartzoza lavada) 
 
1.4.2 Caracterização física dos agregados 
As amostras para ensaios são obtidas de acordo com a NBR 7216 (ABNT, 1987), da qual foi 
transcrita, em parte, a Tabela 8, com as quantidades de material necessárias à realização dos 
diversos ensaios de caracterização dos agregados. 
 
 
 
 
 
 
 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
19
Tabela 8 – Formação de amostras para caracterização física de agregados 
 
 
1.4.2.1 Análise granulométrica 
Granulometria, graduação ou composição granulométrica de um agregado é a distribuição 
percentual dos seus diversos tamanhos de grãos, considerando a quantidade de material, em 
massa, retido nas peneiras da série normal (76; 38; 19; 9,5; 4,8; 2,4; 1,2; 0,6; 0,3; 0,15 mm)1, 
determinados de acordo com a NBR 7217 (ABNT, 1987). Além da curva de composição 
granulométrica são também definidos, no ensaio de granulometria, o módulo de finura e a 
dimensão máxima (diâmetro máximo) do agregado. 
O módulo de finura corresponde ao valor resultante da soma da percentagem retida acumulada 
nas peneiras da série normal citadas anteriormente, divididas por 100. Quando se traça a curva 
de composição granulométrica, o módulo de finura – porcentagem retida acumulada x malhas 
da peneira da série normal – corresponde à área limitada pela curva e o eixo horizontal 
(integral da curva granulométrica). O módulo de finura quantifica se o agregado é mais grosso 
ou mais fino, sendo que quanto maior o módulo de finura mais grosso é o agregado. 
A dimensão máxima é a grandeza determinada a partir da distribuição granulométrica, que 
corresponde à malha da maior peneira, em que fica retida uma porcentagem de agregado igual 
ou inferior a 5%. 
No Quadro 1 são apresentados os resultados, publicados por Edmundo Rodrigues, de um 
ensaio de granulometriade amostras de areia fina e grossa. Já no Quadro 2 são apresentados 
os resultados de amostras de brita 1 e 3, para as quais foram traçadas curvas granulométricas 
e calculados módulos de finura e dimensão máxima. Os quadros citados mostram também os 
limites da classificação granulométrica das areias e das britas – NBR 7211 (ABNT, 1983). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1
 Para determinação da dimensão máxima e do módulo de finura do agregado graúdo, além das peneiras da série 
normal, utilizam-se as peneiras de malha 25, 50 e 100 mm. 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
20
Quadro 1 – Resultados de ensaios de granulometria de areia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
21
 
 
Figura 5 – Curvas granulométricas – areias 
 
O conhecimento da composição granulométrica do agregado, tanto graúdo quanto miúdo, é de 
fundamental importância para o estabelecimento da dosagem dos concretos e argamassas, 
influindo na quantidade de água a ser adicionada ao concreto, que se relaciona com a 
resistência e a trabalhabilidade do concreto, se constituindo em fator responsável pela 
obtenção de um concreto econômico. A granulometria ótima é a que, para a mesma resistência 
(mesmo fator água/cimento) e mesma consistência, corresponde ao menor consumo de 
cimento (concreto mais econômico). 
O módulo de finura dos agregados é determinado segundo a NBR 7217 e corresponde à 
somatória das porcentagens acumuladas retidas nas peneiras de série normal, dividindo o total 
por 100. As peneiras intermediárias não são consideradas para a determinação do módulo de 
finura. 
Classificação da areia quanto ao módulo de finura: 
� areia fina – M.F. < 2,4 
� areia média – 2,4 < M.F. < 3,2 
� areia grossa – M.F. > 3,2 
 
 
 
 
 
 
 
 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
22
Quadro 2 – Resultados de ensaios de granulometria de 
brita
 
 
 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
23
 
 
 
 
Figura 6 – Curvas granulométricas – britas 
 
1.4.2.2 Massa específica real e massa específica aparente (massa unitária) 
A massa específica real dos grãos é a massa da unidade de volume, excluindo deste os 
vazios permeáveis e os vazios entre os grãos. Sua determinação é feita pelo picnômetro ou 
pelo frasco de Chapman. 
A massa específica aparente (massa unitária) é a relação entre a massa de certo volume 
total de agregados e este volume. 
Este conceito permite converter as composições de concreto e argamassas dadas em massa 
para volume e vice-versa, além de servir para cálculos de consumo de materiais na fabricação 
do concreto. 
A NBR 7251 (ABNT, 1982) – Agregado em estado solto: determinação da massa unitária – 
propõe para a determinação da massa específica aparente do agregado o uso de um recipiente 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
24
metálico em forma de paralelepípedo, de volume (V) conhecido. A amostra seca é nele 
colocada sem qualquer adensamento, procurando-se desse modo reproduzir a situação da 
obra, quando o operário transporta o agregado em baldes ou padiolas, sem adensamento. 
Em termos médios, os agregados apresentam massa específica aparente da seguinte ordem: 
• areia fina – 1520 kg/m3
 
 
• areia média – 1500 kg/m3 
• areia grossa – 1480 kg/m3 
• brita 1 – 1450 kg/m3 
• brita 2 – 1420 kg/m3 
• brita 3 – 1400 kg/m3 
 
A determinação da massa unitária deverá ser feita em recipiente, com forma de paralelepípedo, 
de volume nunca inferior a 15 litros. Quanto ao enchimento do recipiente, o material deverá ser 
lançado de uma altura que não exceda a 10 cm da boca. Depois de cheio, a superfície do 
agregado é rasada e nivelada com uma régua. No caso de agregado graúdo, a superfície é 
regularizada de modo a compensar as saliências e reentrâncias das pedras. A massa unitária, 
expressa em kg/m3, é obtida pelo quociente: 
 
recipientedoCapacidade
taracheiorecipientedoMassa −
=ρ [1] 
 
A massa específica real dos agregados, também chamada massa específica absoluta, é 
determinada com o auxílio do frasco de Chapman, conforme NBR 9776. Seu valor 
normalmente se situa em torno de 2.650 kg/m3 e pode ser utilizado sempre que não for 
possível sua determinação. Da amostra representativa, colhida de acordo com a NBR 7216, 
pesam-se 500 g de areia seca, coloca-se água no interior do frasco até a marca-padrão de 200 
ml; introduz-se cuidadosamente o material. A água subirá no gargalo do frasco até certa marca 
(L); faz-se essa leitura e do valor obtido diminuem-se os 200 ml, obtendo-se, assim, o valor 
absoluto de areia; dividindo-se o peso dos 500 g de areia pelo volume achado, teremos a 
massa específica real ou peso específico real. 
 
200L
500
−
=γ 
 (em kg/L) [2] 
 
Quanto à massa unitária, os agregados podem ser classificados em: 
• leves ( menor de 1 t/m3 ) – pedras-pomes, vermiculita, argila expandida, etc. 
• normais (1 t/m3 a 2/m3 ) – areias quartzosas, seixos, britas de gnaisses, granito, 
etc. 
 
Os agregados podem ser usados para misturas de concreto, misturas betuminosas, bases, etc. 
As suas características e propriedades podem ter efeitos consideráveis na sua qualidade e 
esses efeitos vão variar de acordo com a finalidade de sua aplicação. Assim, por exemplo, 
agregados arredondados podem levar à instabilidade numa mistura betuminosa, e ao mesmo 
tempo são ideais como agregado de concreto onde a trabalhabilidade da massa é essencial 
para a aplicação e compactação. 
 
1.4.2.3 Umidade 
O conhecimento do teor de umidade dos agregados miúdos é necessário para corrigir a 
quantidade de água a ser empregada na confecção do concreto. A umidade do agregado 
miúdo produz o fenômeno do inchamento, que influi consideravelmente na sua massa unitária. 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
25
A determinação do teor de umidade pode ser feita por meio de um dos seguintes processos: 
secagem em estufa, secagem por aquecimento ao fogo, frasco de Chapman e aparelho Speed 
Test. 
A determinação do teor de umidade por secagem por aquecimento ao fogo faz-se com o 
material sendo aquecido numa frigideira até que a água evapore por completo. Inicialmente a 
amostra é pesada para a obtenção da massa úmida (mu). Após a secagem, a amostra é 
novamente pesada para a obtenção da massa seca (ms). O teor de umidade, em porcentagem, 
é calculado por meio da Equação [3]. 
 
100
ms
msmu(%)u ⋅−= [3] 
 
Determinação da umidade utilizando-se o frasco de Chapman: da amostra úmida, pesam-se 
500 g. Coloca-se água no frasco até a marca-padrão de 200 ml; adiciona-se, então, 500 g de 
areia úmida e faz-se a leitura final no gargalo graduado. Durante a colocação de areia deve-se 
agitar o frasco para eliminar as bolhas de ar aderentes aos grãos. Chamando-se de: 
 u = teor de umidade (em %) 
 L = leitura do frasco 
 γ = massa específica real 
 
Tem-se a fórmula para a determinação do teor de umidade pelo frasco de Chapman: 
 
)700L(
)200L(500100(%)u
−⋅γ
γ⋅−−
⋅= [4] 
 
A areia armazenada no canteiro de obras, em área descoberta, tem sua umidade variando de 3 
a 7%, conforme as condições ambientais. Na falta de determinação mais exata da umidade 
pode-se considerar que a umidade da areia é de cerca de 5%, para dias secos. 
 
1.4.2.4 Inchamento da areia 
A água aderente aos grãos provoca afastamento entre eles, resultando no inchamento do 
material. Assim, o inchamento da areia é representado pelo aumento do volume aparente 
quando úmido. Depende da composição granulométrica e do grau de umidade, sendo maior 
para as areias finas que apresentam maior área específica. É determinado através dos 
procedimentosda NBR 6467. O inchamento máximo ocorre para teores de umidade de 4% a 
6%. 
A partir dessa definição, o inchamento é expresso da seguinte forma: 
 
100
V
VV(%)I
s
su
⋅
−
= [5] 
 
Em que: 
Vu é o volume da areia seca; 
Vs é o volume da areia com u% de umidade. 
 
Fazendo-se a representação gráfica da função do inchamento, tendo como argumento a 
variação da umidade, determinam-se dois pontos importantes: 
• umidade crítica: é o valor da umidade acima da qual o inchamento pode ser 
considerado constante; e 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
26
• inchamento médio: é a média dos valores do inchamento no ponto de umidade 
crítica e no ponto máximo da curva (inchamento máximo). 
 
O inchamento é fundamental para a determinação do traço do concreto, em volume. 
Normalmente, o inchamento máximo ocorre para teores de umidade entre 4 e 7%. Poderá 
variar, dependendo da granulometria da areia, para teores entre 15 e 35%. Acima desses 
níveis, o inchamento decresce, chegando praticamente a anular-se no estado saturado. 
Considerando-se que a maioria das areias possui inchamento constante para um dado 
intervalo, o Instituto de Tecnologia do Rio Grande do Sul sugere que se determine o 
inchamento da areia somente para a umidade crítica, que é o inchamento crítico, e para o 
inchamento máximo. Com base nesses valores, calcula-se o inchamento médio que, para as 
areias em uso nas obras serve para todos os cálculos necessários à correção do volume. 
Na prática, para a determinação do inchamento médio, o procedimento segue o seguinte 
método: secar um volume conhecido de areia; determinar a massa específica aparente da 
areia seca (esse valor é utilizado para todas as transformações de peso em volume); adicionar 
água sucessivamente a fim de obter teores de umidade próximos dos valores 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 
6, 7, 8, 9 e 12%; para cada nível de umidade calcular o inchamento; traçar o gráfico 
inchamento versus umidade (Figura 7); determinar o inchamento máximo e o inchamento 
crítico, graficamente, como se segue: 
• determinar o inchamento máximo traçando uma reta paralela ao eixo das 
abscissas e tangente à curva no seu ponto máximo; 
• unir o ponto de inchamento máximo à origem da curva de inchamento; 
• traçar uma paralela à reta obtida de forma a tangenciar a curva de inchamento; 
• a interseção das duas tangentes é o ponto que tem como coordenadas o 
inchamento máximo (B) e a umidade crítica (E). 
• pelo ponto da curva de inchamento correspondente à umidade crítica, determina-
se o inchamento crítico; 
• com os valores do inchamento máximo e do inchamento crítico, o inchamento 
médio é determinado pela Equação [6]. 
 
2
II
I máxcritmed
+
= [6] 
 
 
Figura 7 – Gráfico do inchamento x umidade e a determinação do inchamento máximo e crítico 
 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
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1.4.2.5 Coesão aparente 
Considerando a equação do esforço de cisalhamento (T = c + tan φ) verifica-se que c é nulo na 
areia seca, ou seja: a areia seca não tem coesão. Na areia úmida, c não é nulo, aparecendo, 
então, o que se chama de coesão aparente da areia. É a tensão capilar da água que cria uma 
resistência ao cisalhamento, como se se tratasse de coesão, mas é fenômeno diverso do que 
ocorre nos solos coesivos. 
O valor de c cresce rapidamente de zero – para teor de umidade nulo – até um máximo, por 
volta de 0,5 a 1%, para decrescer em seguida até se anular para a areia saturada. 
O ângulo de atrito interno, φ, não é constante e varia com: 
• a compacidade (função direta) 
• o grau de finura (função inversa) 
• forma dos grãos (para uma mesma distribuição granulométrica, cresce quanto 
mais irregulares forem os grãos). 
 
Na areia seca, c = 0, o ângulo de atrito interno coincide com o ângulo de repouso. Este é o 
maior ângulo que a superfície de uma porção de areia pode tomar por si só, relativamente a um 
plano horizontal. É o chamado talude natural. Assim, uma pilha formada por areia seca, 
despejada por um funil, tem um talude cujo ângulo com a horizontal é o ângulo de repouso. 
Este é da ordem de 37º nas areias aluvionares, alcançando por volta de 45º nas areias de brita. 
Todos os fenômenos aqui descritos com relação à coesão só são válidos para areias sem 
impurezas. Se apresentarem impurezas de natureza aglutinante (argilas, matéria orgânica), as 
areias passam a apresentar coesão verdadeira, tendendo a se comportar, nas altas 
contaminações, como um solo. 
 
1.4.2.6 Forma dos grãos 
Os grãos dos agregados não têm forma geometricamente definida. Considerando-se as 
dimensões comprimento, largura e espessura, classificam-se em: alongados, cúbicos, 
lamelares e discóides, conforme sejam as relações entre essas três dimensões. 
Quanto à conformação da superfície: 
• Angulosos, quando apresentam arestas vivas e pontas (britas), e 
• Arredondados, quando não apresentam arestas vivas (seixos). 
 
Quanto à forma das faces: 
• Conchoidal, quanto têm uma ou mais faces côncavas, e 
• Defeituoso, quando apresentam trechos convexos. 
 
A forma dos grãos tem efeito importante no que se refere à compacidade, à trabalhabilidade 
das argamassas e ao ângulo de atrito interno. A influência da forma é mais acentuada nos 
agregados miúdos. Argamassas de revestimento, por exemplo, se preparadas com areia 
industrializada, ficam tão rijas que não se podem espalhar com colher de pedreiro. Concretos 
preparados com agregados de britagem exigem 20% mais água de amassamento do que os 
preparados com agregados naturais, sendo os grãos lamelares os mais prejudiciais. 
 
1.4.3 Impurezas nos agregados 
Impurezas orgânicas – partículas de húmus exercem ação prejudicial sobre a pega e 
endurecimento do concreto. Argila, silte e matéria orgânica podem prejudicar a resistência e 
durabilidade do concreto. 
 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
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1.4.4 Agregados especiais 
 
• Materiais reciclados 
• Borracha 
• Argila expandida 
• Isopor 
• Vermiculita 
• Outras adições: fibras de aço, de nylon, de polipropileno, de vidro, etc. 
 
 
1.5 Propriedades do concreto 
Para efeito de suas propriedades, o concreto deve então ser analisado nestas duas condições: 
fresco e endurecido. 
O concreto fresco é assim considerado até o momento em que tem início a pega do 
aglomerante. O concreto endurecido é o material que se obtém pela mistura dos 
componentes, após o fim da pega do aglomerante. 
 
1.5.1 Propriedades do concreto fresco 
Para o concreto fresco, as propriedades desejáveis são as que asseguram a obtenção de uma 
mistura fácil de transportar, lançar e adensar, sem segregação. As principais propriedades do 
concreto, quando fresco, são: 
• consistência 
• plasticidade 
• poder de retenção de água 
• trabalhabilidade 
 
1.5.1.1 Consistência 
Consistência é o maior ou menor grau de fluidez da mistura fresca, relacionando-se, portanto, 
com a mobilidade da massa. O principal fator que influi na consistência é, sem dúvida, o teor 
água/materiais secos (A%). 
Teor de água/materiais secos é, pois, a relação entre o peso da água e o peso dos materiais 
secos multiplicada por 100, conforme Equação [6]. 
 
100
PP
P
%A
mc
ag
⋅
+
= [6] 
 
Em que: 
=agP peso da água 
=cP peso do cimento 
=mP peso do agregado miúdo + agregado graúdo 
 
Em função de sua consistência, o concreto é classificado em: 
• seco ou úmido – quando a relação água/materiais secos é baixa, entre 6 e 8%. 
• plástico – quando a relação água/materiais secos é maior que 8 e menor que 11%. 
• fluido – quando a relação água/materiais secos é alta, entre 11 e 14%. 
Um concreto de consistência plástica pode oferecer, segundo o grau de sua mobilidade, maior 
ou menor facilidade para ser moldado e deslizar entre as barras da armadura, sem que ocorra 
separaçãode seus componentes. São os mais usados nas obras em geral. 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
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A natureza da obra, o espaçamento entre as paredes das fôrmas e a distribuição da armadura 
no seu interior impõem que a consistência do concreto seja adequada. 
Fixada a resistência, mediante o estabelecimento de determinado valor para a relação 
água/cimento, resta assegurar à mistura uma consistência compatível com a natureza da obra. 
O processo de determinação de consistência mais utilizado no Brasil, devido à simplicidade e 
facilidade com que é executado na obra, é o ensaio de abatimento conhecido como Slump 
Test. 
O equipamento para medição consta de um tronco de cone – Cone de Abrams – com as 
medidas apresentadas na Figura 8, em centímetros. 
 
 
Figura 8 – Cone de Abrams 
 
Na elaboração do ensaio, o cone deve ser molhado internamente e colocado sobre uma chapa 
metálica, também molhada. Uma vez assentado firmemente sobre a chapa, enche-se o cone 
com concreto em três camadas de igual altura. Cada uma dessas camadas é “socada” com 25 
golpes, com uma barra de aço de 5/8” (16 mm). 
Terminada a operação, retira-se o cone verticalmente e mede-se o abatimento da amostra, 
conforme ilustrado na Figura 9. 
 
 
Figura 9 – Esquema do Slump Test 
 
Segundo a NBR 6118, a consistência do concreto deve estar de acordo com as dimensões da 
peça a ser concretada, com a distribuição da armadura no seu interior e com os processos de 
lançamento e adensamento utilizados. As Tabelas 9 e 10 fornecem indicações úteis sobre os 
resultados do Slump Test. 
 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
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Tabela 9 – Abatimento recomendado para diferentes tipos de obras 
 
 
Tabela 10 – Índices de consistência do concreto em função de diferentes tipos de obras e 
condições de adensamento 
 
 
1.5.1.2 Plasticidade 
Plasticidade é a propriedade do concreto fresco identificada pela facilidade com que este é 
moldado sem se romper. Depende fundamentalmente da consistência e do grau de coesão 
entre os componentes do concreto. Quando não há coesão os elementos se separam, isto é, 
ocorre a segregação. 
Segregação é a separação dos grãos do agregado da pasta de cimento. Pode ocorrer durante 
o transporte, durante o lançamento – em consequência de movimentos bruscos –, durante o 
adensamento – por vibração excessiva – ou pela ação da gravidade, quando os grãos graúdos, 
mais pesados do que os demais, tendem a assentar no fundo das fôrmas. 
À medida que as paredes das fôrmas vão-se aproximando e a armadura se torna mais densa, 
maior deve ser o grau de plasticidade da mistura, a fim de evitar o perigo de que apareçam 
vazios na peça depois de concretada. Nesse caso seria altamente desfavorável obter a 
consistência desejada aumentando-se simplesmente a quantidade de água, pois essa prática 
diminuiria significativamente a resistência do concreto, a qual para ser compensada exigiria o 
emprego de mais cimento. 
Quanto às dimensões dos agregados, observa-se que os miúdos exercem influência 
preponderante sobre a plasticidade do concreto, por possuírem elevada área específica. Dessa 
forma, qualquer alteração do seu teor na mistura provocará modificações significativas no 
consumo de água e, consequentemente, no de cimento. Como o cimento é o material de custo 
mais elevado na mistura, qualquer alteração no consumo de areia incide diretamente no custo 
do concreto. 
A forma e a textura superficial das partículas da areia têm grande influência na plasticidade do 
concreto. Esta será prejudicada na medida em que mais angulosas, rugosas ou alongadas 
forem as partículas de areia. 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
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As areias mais finas requerem mais água, por terem maiores áreas específicas. Por sua vez, 
pelo fato de serem mais finas, o teor de areia requerido pelo concreto de igual plasticidade será 
menor, compensando dessa maneira o efeito negativo da finura da areia. 
As areias muito grossas, quando utilizadas em concretos cuja dimensão máxima do agregado 
é pequena (9,5 mm), resultam em misturas muito ásperas e pouco coesivas, devido ao 
fenômeno de interferência entre partículas. 
Quantidades excessivas de areia aumentam demasiadamente a coesão da mistura e dificultam 
o lançamento e adensamento do concreto nas fôrmas, além de também aumentarem o 
consumo de cimento e, consequentemente, o custo final do concreto produzido. Quanto maior 
for o consumo de areia, maior será o consumo de cimento, pelo fato de que a pasta é o agente 
lubrificante entre as partículas de areia. 
Em relação ao agregado graúdo, como se observou antes, grãos arredondados e de textura 
superficial lisa, como os seixos rolados, favorecem a plasticidade do concreto, exigindo menos 
água de amassamento, embora a ligação pasta-agregado no estado endurecido seja 
prejudicada. 
Cumpre, porém, ressaltar que agregados provenientes de britagem, que possuem forma cúbica 
e textura superficial rugosa, apresentam maior área específica e requerem, por esta razão, 
maior quantidade de água de amassamento. As arestas vivas destes grãos provocam, ainda, 
maior atrito entre eles, aumentando, em consequência, o consumo de água e cimento da 
mistura. 
Agregados com maiores dimensões máximas características requerem menor teor de areia 
para determinada plasticidade e, portanto, menor consumo de água. Por conseguinte, pode-se 
explicar a diminuição da área específica do agregado graúdo, que requer menos pasta para 
cobrir seus grãos e manter sua capacidade lubrificante entre as partículas do agregado graúdo. 
Isso leva a crer na vantagem da adoção da maior dimensão máxima característica, que 
possibilitaria maior economia de cimento, embora para dmáx > 38 mm a perda de resistência do 
concreto devido à menor área de aderência entre a pasta e o agregado inviabilizasse essa 
vantagem. 
Misturas contendo quantidades excessivas de agregados graúdos resultam em massas de 
concreto fresco com baixa coesão e mobilidade, exigindo grande esforço no seu lançamento e 
adensamento. 
 
 
1.5.1.3 Poder de retenção de água 
 
O poder de retenção de água é o oposto à exsudação. 
Exsudação é o fenômeno que ocorre em certos concretos quando a água se separa da massa 
e sobe à superfície da peça concretada. Ocorre quando a parte superior do concreto se torna 
excessivamente úmida; sua consequência é um concreto poroso e menos resistente. 
Além disso, o concreto pode estar sujeito à desintegração em virtude da percolação da água. 
Esse fenômeno acontece quando no processo de lançamento do concreto nas fôrmas a parte 
sólida não é capaz de reter a água de amassamento. Ocorre geralmente em concretos com 
pequena porcentagem de finos, que são o material que passa pela peneira com abertura de 
malha igual a 0,15 mm. 
Para minorar a exsudação é necessário alterar a dosagem do concreto, aumentando-se a 
proporção de finos e o teor de cimento. A exsudação também pode ser controlada pela 
adequada confecção de um concreto trabalhável, evitando-se o emprego de água além do 
limite necessário. 
 
1.5.1.4 Trabalhabilidade 
É a propriedade do concreto fresco identificada pela maior ou menor facilidade de seu emprego 
para atender a determinado fim. O concreto é trabalhável quando no estado fresco apresenta 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
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consistência e dimensões máximas dos agregados apropriadas ao tipo de obra a que se 
destina, no que respeita às dimensões das peças, ao afastamento e à distribuição das barras 
das armaduras, bem como aos métodos de transporte, lançamento e adensamento que serão 
adotados. 
A trabalhabilidade, portanto, além de ser uma característica inerente ao material, como a 
consistência, também envolve considerações quanto à natureza da própria obra que está 
sendo executada. É possível, pois, concluir que um concretoadequado para peças de grandes 
dimensões e pouco armadas poderá não sê-lo para peças delgadas e muito armadas, ou que 
um concreto que permite perfeito adensamento com vibração, sem segregação dos 
componentes e sem vazios, dificilmente proporcionará uma moldagem satisfatória com 
adensamento manual. 
Quando o conjunto a concretar apresenta características diferentes em termos de dimensões, 
densidade e espaçamento de armaduras, a trabalhabilidade do concreto fresco deverá levar 
em conta a situação mais desfavorável. 
Na verdade, as propriedades de um concreto não podem ser consideradas isoladamente. A 
consistência afeta diretamente a trabalhabilidade, a qual, por sua vez, não só é afetada pela 
plasticidade como garante a constância da relação água/cimento. 
 
1.5.2 Propriedades do concreto endurecido 
Depois de endurecido, o concreto deve possuir as seguintes características: 
• resistência 
• durabilidade 
• impermeabilidade 
• aparência 
 
Todas essas características, à exceção da aparência, melhoram sensivelmente com o uso 
adequado da relação água/cimento. 
 
1.5.2.1 Resistência mecânica 
No que diz respeito à resistência mecânica do concreto endurecido, ou seja, a sua capacidade 
de resistir às diversas condições de carregamento a que possa estar sujeito quando em 
serviço, destaca-se a resistência à compressão, à tração, à flexão e ao cisalhamento. 
O processo de endurecimento dos concretos à base de cimento Portland é muito longo, 
podendo levar mais de dois anos para completar-se. Com a idade o concreto endurecido vai 
aumentando a resistência a esforços mecânicos. Aos 28 dias de idade já adquiriu cerca de 75 
a 90% de sua resistência total. É na resistência mecânica apresentada pelo concreto 
endurecido 28 dias após a sua execução que se baseia o cálculo dos elementos de concreto. 
Chama-se de: 
 =cf resistência à compressão do concreto 
 =tf resistência à tração simples no concreto 
 =
'
tf resistência à tração na flexão do concreto 
Um fator relevante na determinação e controle da resistência à compressão do concreto é a 
existência de certa correlação entre essa resistência e a resistência à tração do concreto. A 
resistência à tração na flexão equivale, aproximadamente, à quinta parte da resistência à 
compressão do concreto; a resistência à tração simples é igual à décima parte da resistência à 
compressão do concreto, assim expressas: 
 
10
ff ct =
 
 [7] 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
33
e 
5
ff c't =
 
 [8] 
 
Chama-se de fck a resistência característica do concreto à compressão, que é a resistência 
adotada para fins de cálculo, em que se admite a probabilidade da ocorrência de apenas 5% 
de resistência à compressão menor do que ela. 
Para a resistência à tração, a NBR 6118:1978 permite a adoção, na falta de determinação 
experimental, dos seguintes valores: 
 
10
ff cktk =
 
 
 para fck ≤ 18 MPa [9] 
 
MPa7,0f06,0f cktk +=
 
 
 para fck > 18 MPa [10] 
 
Para efeito de dosagem, a resistência adotada é chamada de fc28 (resistência de dosagem), 
que corresponde à resistência média do concreto, ou seja, aquela que ocorre com 
probabilidade de 50%, a qual é superior ao fck e assegura a resistência à compressão 
determinada no projeto, no nível de probabilidade de 5%. 
Vários são os fatores que influem na resistência mecânica do concreto, dentre os quais se 
destacam: 
• fator água/cimento 
• idade 
• forma e granulometria dos agregados 
• tipo de cimento 
• condições de cura 
 
O fator água/cimento (x) é a relação entre o peso de água (Pag) e o peso de cimento (Pc) 
empregados no traço de um concreto, conforme indica a Equação [11]. 
 
c
ag
P
P
x =
 
 [11] 
 
A resistência de um concreto depende fundamentalmente do fator água/cimento, isto é, quanto 
menor for este fator, maior será a resistência do concreto. Mas, evidentemente, deve-se ter um 
mínimo de água necessária para reagir com todo o cimento e dar trabalhabilidade ao concreto. 
Conforme se observou anteriormente, pode-se considerar a resistência do concreto como 
sendo função principalmente da resistência da pasta de cimento endurecida, do agregado e da 
ligação pasta/agregado. 
Quando se trata de resistência à compressão, a resistência da pasta é o principal fator. Por 
outro lado, é conhecida a influência da porosidade da pasta sobre a resistência do concreto. 
Como a porosidade depende do fator água/cimento, assim como do tipo de cimento, pode-se 
dizer que para um mesmo tipo de cimento a resistência da pasta depende unicamente do fator 
água/cimento, este também um dos principais fatores determinantes da resistência da ligação 
pasta/agregado. 
Quem primeiro reconheceu essa relação de dependência foi Abrams, em trabalho publicado 
em 1919. Baseando-se em pesquisas de laboratório, Abrams demonstrou que a resistência do 
concreto dependia das propriedades da pasta endurecida, a qual, por sua vez, era função do 
fator água/cimento. 
Materiais de Construção I – Notas de aula 
 
34
A chamada Lei de Abrams é expressa pela Equação [12]: 
 
xB
AR =
 
 [12] 
Em que: 
R = resistência do concreto 
A e B = constantes empíricas 
x = fator água/cimento 
 
Atualmente, a expressão resulta da ajustagem de dados experimentais e tem larga aplicação 
na tecnologia do concreto, apesar de a influência das propriedades dos agregados não haver 
sido considerada na sua formulação. 
A Lei de Abrams pode ser utilizada para avaliar a resistência à compressão do concreto em 
função do fator água/cimento, ou, o que é mais comum no Brasil, para escolher o fator 
água/cimento apropriado à obtenção da desejada resistência à compressão. 
A influência da idade na resistência mecânica do concreto está diretamente associada à 
resistência da pasta, que por sua vez é determinada pelo tipo de cimento. No capítulo sobre 
aglomerantes foi estudado o desenvolvimento da resistência à compressão, com a idade, para 
os cimentos brasileiros. 
Conforme também se observou no capítulo sobre agregados, a resistência do agregado deve 
ser igual ou superior à resistência do concreto que se pretende fabricar. Por sua vez, a ligação 
pasta/agregado depende, basicamente, da forma, da textura superficial e da natureza química 
dos agregados. 
A forma e a textura, por exemplo, podem alterar significativamente a área específica dos 
agregados, influindo diretamente na ligação pasta/agregado. Partículas que tendem à forma 
cúbica apresentam maior área específica do que as que se aproximam da forma arredondada. 
De igual modo, quando a textura superficial é rugosa, a resistência mecânica do concreto 
aumenta consideravelmente, sobretudo nos esforços de tração na flexão. O mesmo efeito é 
obtido quando se reduz a dimensão máxima característica do agregado graúdo. 
Com relação à reatividade potencial, alguns agregados naturais contendo sílica hidratada e 
certas rochas carbonatadas, especialmente calcários dolomíticos argilosos, desenvolvem 
reações químicas de interação com os álcalis do cimento Portland. Em consequência, é 
possível produzir deteriorações por aumento de volume em estruturas submetidas a condições 
de umidade permanente. 
Finalmente, outro fator da maior relevância na resistência final do concreto a esforços 
mecânicos é a cura – procedimento utilizado para favorecer a hidratação do cimento que 
consiste no controle da temperatura e no movimento da água de dentro para fora e de fora 
para dentro do concreto –, visto que as condições de umidade e temperatura, principalmente 
nas primeiras idades, têm importância muito grande para as propriedades do concreto 
endurecido. 
 
1.5.2.2 Durabilidade e impermeabilidade 
A durabilidade pode ser definida como sendo a capacidade que o concreto possui de resistir à 
ação do tempo, aos ataques químicos, à abrasão